電力系統穩定分析/清華大學(xué)電氣工程系列教材簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

編輯推薦:　　電力系統穩定分析的對象是系統在擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)響應過(guò)程，與通常采用代數方程形式描述的潮流和故障分析問(wèn)題在思考方式和分析方法上都有本質(zhì)的不同，所涉及到的物理概念和數學(xué)工具也有很大的區別。本書(shū)系統地介紹了電力系統穩定的基本概念和分析方法，初學(xué)者可以通過(guò)本書(shū)由淺入深地逐步建立電力系統穩定的基本概念，掌握穩定分析的基本思路和方法，專(zhuān)業(yè)人員則可以通過(guò)本書(shū)中對重要知識點(diǎn)的深入分析和探討進(jìn)一步加深對穩定問(wèn)題的理解。

內容簡(jiǎn)介:　　本書(shū)共分七章，分別為概述、電力系統的主要元件特性、電力系統靜態(tài)穩定、電力系統暫態(tài)穩定、電力系統暫態(tài)穩定分析的直接法、電力系統電壓穩定、電力系統頻率穩定，并包含一個(gè)附錄：穩定性分析的數學(xué)基礎。
　　本書(shū)的目的是幫助讀者掌握電力系統穩定的基本概念和基本分析方法，講解中既注重數學(xué)推導，也注重分析概念和公式的物理意義，并配有適當數目的例題和習題?？勺鳛楦叩仍盒Ｏ嚓P(guān)專(zhuān)業(yè)本科生教材和研究生參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介:　　閔勇，清華大學(xué)教授、博士生導師。1984年清華大學(xué)電機系本科畢業(yè)，1990年在清華大學(xué)電機系獲博士學(xué)位。曾任清華大學(xué)電機系柔性輸配電系統研究所所長(cháng)、電力系統研究所所長(cháng)、清華大學(xué)電氣工程學(xué)位分委員會(huì )主席、清華大學(xué)電機系系主任，現任清華大學(xué)低碳能源實(shí)驗室副主任、電力系統及發(fā)電設備安全控制和仿真國家重點(diǎn)實(shí)驗室副主任、國家科技部“十二五”國家科技重點(diǎn)專(zhuān)項（智能電網(wǎng)專(zhuān)項）專(zhuān)家組組長(cháng)。主要從事電力系統動(dòng)態(tài)過(guò)程分析、微電網(wǎng)技術(shù)、新能源接入和智能電網(wǎng)等方面的研究工作。在國內外期刊和會(huì )議上共發(fā)表學(xué)術(shù)論文140多篇。曾獲國家科技進(jìn)步二等獎一項，省部級科技進(jìn)步二等獎兩項。

目錄:第 1章概述  1
11穩定問(wèn)題的提出和研究?jì)热?nbsp; 1
111電力系統聯(lián)網(wǎng)的效益  1
112電力系統穩定問(wèn)題的提出  2
113穩定研究的內容  3
12電力系統穩定的基本概念  4
121電力系統運行的穩定性  4
122電力系統穩定問(wèn)題的概念和分類(lèi)  5
13電力系統穩定研究的對象和方法  9
第 2章電力系統的主要元件特性 11
21同步發(fā)電機的機電特性 11
211同步發(fā)電機轉子運動(dòng)方程 11
212發(fā)電機慣性時(shí)間常數 14
213發(fā)電機的電磁轉矩和功角方程 16
214轉子繞組的電磁暫態(tài)過(guò)程及方程 32
22同步發(fā)電機的阻尼特性 33
23發(fā)電機自動(dòng)勵磁調節系統 35
231勵磁系統的作用 35
232主勵磁系統 36
233自動(dòng)勵磁調節系統 40
24發(fā)電機自動(dòng)調速系統 42
241原動(dòng)機特性 42
242自動(dòng)調速裝置 44
25負荷特性 48
251考慮機械暫態(tài)過(guò)程時(shí)異步電動(dòng)機的動(dòng)態(tài)特性 49
252考慮機電暫態(tài)過(guò)程時(shí)異步電動(dòng)機的動(dòng)態(tài)特性 51
253典型綜合負荷的描述形式 52
254負荷的靜態(tài)特性 53
練習題 55
第 3章電力系統靜態(tài)穩定 57
31靜態(tài)穩定的基本概念 57
32單機無(wú)窮大系統靜態(tài)穩定 57
321理想情況分析 57
322單機無(wú)窮大系統的特征根分析法 64
33調節裝置對靜態(tài)穩定的影響 70
331不連續調節勵磁對靜態(tài)穩定的影響 71
332自動(dòng)連續勵磁調節對靜態(tài)穩定的影響 73
333自動(dòng)調速系統對靜態(tài)穩定的影響 93
34復雜系統的靜態(tài)穩定性 95
341兩機系統的靜態(tài)穩定性分析 95
342多機系統的靜態(tài)穩定性分析 99
35負荷的靜態(tài)穩定性  103
351異步電動(dòng)機的轉矩 -滑差特性分析  103
352異步電動(dòng)機的無(wú)功 -電壓特性分析  104
36提高靜態(tài)穩定的措施  106
361采用先進(jìn)的自動(dòng)勵磁調節系統  106
362減少系統元件的電抗  106
363改善系統網(wǎng)絡(luò )結構和維持電壓的能力  107
練習題  108
第 4章電力系統暫態(tài)穩定  109
41暫態(tài)穩定的基本概念  109
42單機無(wú)窮大系統的暫態(tài)穩定性  111
421單機無(wú)窮大系統擾動(dòng)前后的功率特性  111
422暫態(tài)穩定過(guò)程的物理過(guò)程分析  113
423等面積定則  116
424轉子運動(dòng)方程的求解  121
43自動(dòng)調節系統對暫態(tài)穩定性的影響  125
431自動(dòng)勵磁調節系統的影響  125
432考慮勵磁調節裝置作用時(shí)的暫態(tài)穩定分析  126
433自動(dòng)調速裝置的作用  127
44復雜系統暫態(tài)穩定計算  128
441求解方法  129
442系統模型  130
443算法實(shí)現  134
45提高暫態(tài)穩定性的措施  135
練習題  137
第 5章電力系統暫態(tài)穩定分析的直接法  138
51引言  138
52單機無(wú)窮大系統的直接法分析  141
521問(wèn)題描述  141
522單機無(wú)窮大系統的穩定域  142
523能量函數方法  145
524能量函數法的保守性  148
53直接法在多機電力系統中的應用  152
531多機電力系統中的能量函數  152
532 PEBS方法  155
533 BCU方法  157
534穩定邊界的二次曲面近似方法  158
535其他方法  160
第 6章電力系統電壓穩定  161
61電力系統電壓穩定性的基本概念  161
62電力系統電壓穩定性的分析方法  162
621靜態(tài)電壓穩定分析的基本方法  162
622臨界功率與電壓崩潰  168
63電力系統電壓穩定性防治措施  177
第 7章電力系統頻率穩定  180
71引言  180
72電力系統頻率的基本概念  181
721傳統的信號頻率定義  181
722電力系統中的頻率概念  182
73電力系統頻率調整  184
731發(fā)電機功率頻率靜態(tài)特性  184
732負荷頻率靜態(tài)特性  185
733電力系統的頻率調整  186
74電力系統頻率動(dòng)態(tài)過(guò)程分析  188
741單機模型下的頻率動(dòng)態(tài)過(guò)程分析  188
742兩機系統頻率動(dòng)態(tài)過(guò)程的分析  191
743多機系統頻率動(dòng)態(tài)過(guò)程的分析  194
75頻率緊急控制  199
751電力系統緊急控制的概念  199
752低頻減載方案及其動(dòng)作效果  200
附錄 A穩定性分析的數學(xué)基礎  205
A1常微分方程組  205
A11常微分方程組解的性質(zhì)  205
A12常微分方程組的數值解法  206
A2動(dòng)力系統的基本知識  208
A21自治系統與非自治系統  208
A22平衡點(diǎn)、不變集、極限集  209
A23非線(xiàn)性自治系統在平衡點(diǎn)處的線(xiàn)性化處理  210
A3穩定性的基本概念  212
A31自治系統零解的穩定性  213
A32線(xiàn)性系統的穩定性  214
A4非線(xiàn)性動(dòng)力系統的穩定域理論  216
A41自治系統平衡點(diǎn)的分類(lèi)  216
A42穩定流形、不穩定流形和穩定域  217
A43李雅普諾夫函數和能量函數  218
A44穩定域的拓撲結構  219
參考文獻  221
圖 11單電源系統  1
圖 12簡(jiǎn)單互聯(lián)系統  1
圖 13 IEEE/CIGRE電力系統穩定問(wèn)題分類(lèi)  6
圖 14我國電力系統中目前使用的穩定問(wèn)題分類(lèi)  8
圖 21發(fā)電機 δ和 ω、ωN的關(guān)系 12
圖 22 abc坐標到 dq0坐標 16
圖 23單機無(wú)窮大系統接線(xiàn)圖 18
圖 24隱極機相量圖 19
圖 25 Eq恒定時(shí)隱極機的功角特性曲線(xiàn) 20
圖 26 Eq； 恒定時(shí)隱極機功角特性曲線(xiàn) 22
圖 27例 21的系統圖 22
圖 28例 21的功角特性曲線(xiàn)圖 24
圖 29凸極機相量圖 24
圖 210 Eq恒定時(shí)凸極發(fā)電機功角特性曲線(xiàn) 25
圖 211 Eq； 恒定時(shí)凸極發(fā)電機功角特性曲線(xiàn) 25
圖 212例 22的功角特性曲線(xiàn)圖 26
圖 213兩機系統示意圖 27
圖 214兩機系統功角特性 27
圖 215例 23的兩機系統接線(xiàn)圖 28
圖 216例 23的兩機系統的星形等值網(wǎng)絡(luò ) 29
圖 217例 23的兩機系統的三角形等值網(wǎng)絡(luò ) 29
圖 218例 23的兩機系統的功角特性曲線(xiàn) 30
圖 219帶電阻的單機無(wú)窮大系統 30
圖 220單機無(wú)窮大系統計及電阻時(shí)的功角特性 31
圖 221轉子回路磁鏈分布示意圖 32
圖 222考慮不同繞組時(shí)發(fā)電機的阻尼特性 34
圖 223汽輪發(fā)電機電磁阻尼轉矩的各分量 34
圖 224增加勵磁電流對發(fā)電機運行的影響 35
圖 225最簡(jiǎn)單的直流勵磁機勵磁系統 36
圖 226具有副勵磁機的直流勵磁機勵磁系統 37
圖 227他勵式靜止半導體勵磁系統 37
圖 228他勵直流發(fā)電機勵磁系統 38
圖 229勵磁機的負載特性曲線(xiàn) 38
圖 230他勵直流勵磁機傳遞函數框圖 40
圖 231飽和特性示意圖 40
圖 232可控硅勵磁調節器原理框圖 40
圖 233可控硅勵磁調節器傳遞函數框圖 41
圖 234汽輪機結構示意圖 42
圖 235汽輪機傳遞函數框圖 43
圖 236水輪發(fā)電機示意圖 43
圖 237水錘效應示意圖 43
圖 238離心飛擺式調速器工作原理圖 44
圖 239機械液壓式調速器框圖 46
圖 240功頻電液式調速器原理圖 47
圖 241功頻電液式調速器框圖 47
圖 242異步電動(dòng)機等值電路 50
圖 243異步電動(dòng)機的轉矩 -滑差特性 51
圖 244暫態(tài)電勢表示的異步機等值電路 51
圖 245典型綜合負荷示意圖 52
圖 246題 22的系統圖 55
圖 247題 24的系統圖 56
圖 248題 25的系統圖 56
圖 31單機無(wú)窮大系統接線(xiàn)圖 58
圖 32單機無(wú)窮大系統相量圖 58
圖 33單機無(wú)窮大系統功角特性曲線(xiàn) 58
圖 34無(wú)阻尼時(shí)的轉子角和轉速動(dòng)態(tài)過(guò)程 59
圖 35有阻尼時(shí)的轉子角動(dòng)態(tài)過(guò)程 59
圖 36失穩情況下的轉子角動(dòng)態(tài)過(guò)程 60
圖 37同步功率系數的變化特性 61
圖 38 Eq恒定時(shí)凸極機的功角特性曲線(xiàn) 61
圖 39 Eq； 恒定時(shí)發(fā)電機的功角特性曲線(xiàn) 61
圖 310例 31的系統圖 62
圖 311單機無(wú)窮大系統中的發(fā)電機框圖 65
圖 312考慮阻尼作用時(shí)的發(fā)電機框圖 68
圖 313不連續調節勵磁的動(dòng)作情況示意圖 71
圖 314發(fā)電機相量圖 72
圖 315簡(jiǎn)化的勵磁調節系統 74
圖 316帶勵磁調節器的發(fā)電機框圖 77
圖 317 K1、K2及 K4 ～ K6隨運行工況的變化趨勢 78
圖 318例 36的相量圖 79
圖 319 KA = KA min時(shí)系統失穩的示意圖 86
圖 320電磁轉矩 ΔTE與轉子角 Δδ的關(guān)系 86
圖 321常規勵磁系統中參數對阻尼轉矩系數 KED的影響 89
圖 322 PSS原理示意圖 91
圖 323比例式勵磁調節過(guò)程示意圖 92
圖 324不同勵磁調節方式的比較 93
圖 325帶調速器的單機無(wú)窮大系統框圖 94
圖 326兩機系統示意圖 95
圖 327兩機系統的功角特性 96
圖 328多機電力系統示意圖 99
圖 329電力系統元件接口及描述方式  103
圖 330異步電動(dòng)機的轉矩 -滑差特性  104
圖 331單機帶異步電動(dòng)機系統接線(xiàn)圖  104
圖 332單機帶異步電動(dòng)機系統等值電路  104
圖 333異步電動(dòng)機的無(wú)功 -電壓特性  105
圖 334串聯(lián)電容補償  107
圖 335調相機對靜態(tài)穩定性的影響  108
圖 336題 31的系統圖  108
圖 337題 32的系統圖  108
圖 338題 33的系統圖  108
圖 41單機無(wú)窮大系統及其等值電路  112
圖 42功率特性曲線(xiàn)和運行點(diǎn)的變化  114
圖 43穩定情況下的振蕩過(guò)程  115
圖 44發(fā)電機運行點(diǎn)的轉移過(guò)程  115
圖 45故障切除時(shí)間太長(cháng)的情形  115
圖 46失穩情況下的振蕩過(guò)程  116
圖 47單機無(wú)窮大系統考慮重合閘時(shí)的面積圖形  118
圖 48例 41的系統圖  119
圖 49例 41的等值電路  120
圖 410分段計算法示意圖  122
圖 411分段計算法中操作的處理  124
圖 412擾動(dòng)發(fā)生后發(fā)電機運行點(diǎn)的轉移  125
圖 413擾動(dòng)發(fā)生后發(fā)電機運行點(diǎn)的轉移 (多次振蕩) 126
圖 414勵磁調節器簡(jiǎn)化框圖  127
圖 415快關(guān)汽門(mén)提高系統暫態(tài)穩定性的作用  128
圖 416暫態(tài)穩定計算中的系統模型示意圖  130
圖 417暫態(tài)穩定計算的簡(jiǎn)化程序框圖  135
圖 418題 41的系統圖  137
圖 419題 42的系統圖  137
圖 420題 43的系統圖  137
圖 51穩定邊界組成示意圖  143
圖 52單機無(wú)窮大系統的實(shí)際穩定域 (小阻尼系數時(shí))  144
圖 53單機無(wú)窮大系統的實(shí)際穩定域 (大阻尼系數時(shí))  144
圖 54穩定域、穩定軌線(xiàn)和不穩定軌線(xiàn)  144
圖 55單機無(wú)窮大系統中的勢能函數 U(δ) 147
圖 56單機無(wú)窮大系統能量函數的三維圖  147
圖 57沿故障中和故障后軌線(xiàn)計算的能量函數  148
圖 58真實(shí)穩定域和估計穩定域  148
圖 59 V˙L(x)《 0的說(shuō)明圖  149
圖 510基于 LaSalle不變集原理得到的穩定域估計  149
圖 511軌線(xiàn)的出點(diǎn)和決定臨界能量的 UEP不在同一個(gè)方向的情況  150
圖 512采用主導 UEP決定臨界能量  151
圖 513二階梯度系統中的 U(δ)函數的等勢面  156
圖 61單電源帶負荷系統模型  163
圖 62剛性負荷的 (Pn,Qn)圖  164
圖 63剛性負荷時(shí)系統平衡點(diǎn)的分布區域  164
圖 64各種負荷特性對應的系統平衡點(diǎn)區域分布情況  165
圖 65等效可變導納負荷的系統模型  166
圖 66單機經(jīng)線(xiàn)路帶負荷系統  166
圖 67系統的無(wú)功電壓特性曲線(xiàn)  166
圖 68系統無(wú)功電壓特性曲線(xiàn)與負荷無(wú)功電壓特性曲線(xiàn)  167
圖 69系統無(wú)功電壓特性與負荷無(wú)功電壓特性的相對位置  169
圖 610電壓崩潰案例 (Nago，1975) 170
圖 611例 61的系統接線(xiàn)及其等值電路  171
圖 612例 61的負荷無(wú)功電壓特性與系統無(wú)功電壓特性  173
圖 613例 62的系統接線(xiàn)及其等值電路圖  173
圖 614例 62的電壓特性曲線(xiàn)  174
圖 615負荷的有功電壓特性曲線(xiàn)與系統無(wú)功電壓特性曲線(xiàn)  175
圖 616負荷電導不變，電納增加時(shí)負荷無(wú)功電壓特性曲線(xiàn)與系統無(wú)功電壓特性曲線(xiàn)  176